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Biocarburanti verso un pieno di sostenibilità Stampa E-mail
Vittorio Brignoli | RSE Milano

di Vittorio Brignoli | RSE Milano


La Direttiva 2009/28/CE, nota anche come Direttiva RED, o Direttiva RES, richiede che entro il 2020, in ciascun Stato membro, il 10 per cento dell’energia consumata nei trasporti terrestri provenga da fonti rinnovabili.
Le linee che l’Italia intende adottare per perseguire tali obiettivi sono raccolte nel PAN, il Piano d’Azione Nazionale per le energie rinnovabili, trasmesso dal MiSE a Bruxelles a fine luglio 2010. Questo documento riporta anche i trend di crescita dei contributi da fonti rinnovabili previsti per tutti i settori energetici nel decennio 2010-2020, inclusi i contributi dei biocarburanti ai consumi del settore trasporti.
La Direttiva 2009/30/CE, detta FUEL, contiene dal canto suo una serie di ulteriori prescrizioni tra le quali quella che prevede che i carburanti, nel loro ciclo vita, dovranno emettere il 10 per cento in meno di CO2eq per unità di energia rispetto al 2010 e che almeno il 60 per cento di questa riduzione dovrà essere conseguita tramite l’impiego di biocarburanti.
Il raggiungimento di questi target comporterà per gli operatori di settore un certo sforzo organizzativo ed economico; questo dovrà essere accompagnato da un equivalente impegno del settore motoristico, dato che la modifica delle caratteristiche tecnologiche dei carburanti implica necessariamente la progressiva modifica del parco veicoli circolanti.
A causa dei quadri normativi non ancora completi, dei costi associati alle innovazioni indotte dalle Direttive, ma anche per le difficoltà proprie che il settore sta attraversando, le evoluzioni a cui il settore italiano dei carburanti va incontro sono tutt’altro che definite. Le previsioni indicate dal PAN, tuttavia, consentono di tracciare un primo scenario da cui trarre alcune riflessioni utili per gli operatori e per tutti gli utenti del sistema carburanti.

             
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To respect the obligations given by the RED and the FUEL UE Directives, Italy has to guarantee that by 2020 10% of energy consumed for terrestrial transports will be covered by renewable energy sources (RES) and that specific CO2eq emissions of fuels will be 10% less than in 2010. The Italian National Action Plan for RES has foreseen to match the RED Directive targets by means of the distribution of biofuels, mainly bioethanol and biodiesel. Today, conventional fuels are already mixed up to small quantities of biofuels but in the next coming years it is likely that new blends of fuels with high percentages of biofuels will have to be put on the market. Consequently, the fuel distribution sector will have to face a number of transformations in logistics and marketing and the final result will depend deeply on the new national normatives, the agreements with the automotive sector and the biofuel real availability. In parallel also the car sector will be interested by these changes.

RSE - the Italian Energy System Research Center, that collaborated with the Ministry of Economic Development at the Action Plan document - has carried out a first study on the potential evolutions of the fuel sector. Taking in account the actual fuel technical specifications and their probable evolutions, the slight reductions of the overall consumes expected by 2020 and the probable scarcity of biofuels of 2nd generation, RSE has elaborated a couple of scenarios for petrol and diesel fuels.
The conclusions of the study, that also include remarks on the changes necessary to match the FUEL Directive targets, can result of interest for operators and customers.

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Lo scenario del PAN
per il settore dei trasporti terrestri

La progressione del consumo di biocarburanti individuata dal PAN è basata su una serie di assunzioni che in parte discendono dall’obiettivo del 10 per cento fissato dalla Direttiva RED e in parte sono derivate dalle evoluzioni dei consumi dei carburanti convenzionali e del parco veicoli circolanti. In realtà, nella formula usata per il calcolo dell’obiettivo la Direttiva RED prende in considerazione solo alcuni trasporti terrestri:
trasporti elettrici su ferrovia (treni, metropolitane, tram e filobus);
trasporti elettrici su gomma (auto elettrica);
trasporti a carburante su ferrovia (trazione diesel su ferrovia);
trasporti a carburante su gomma (moto, auto, merci e mezzi speciali).
Per ciascuna delle categorie considerate, è valutato in modo differenziato il contributo dell’energia rinnovabile. Così, ad esempio, all’energia elettrica rinnovabile consumata nei trasporti elettrici su gomma (in pratica ai consumi FER dell’auto elettrica) è assegnato un fattore 2,5, mentre all’energia da biocarburanti di 2a generazione è assegnato un fattore 2, ma solo al numeratore della formula. Quest’ultimo artificio comporta il dimezzamento dei volumi richiesti per tali prodotti a parità di obiettivo da conseguire.
Nel PAN sono indicate, anno per anno, le stime dei consumi energetici complessivi dei carburanti. Questi, in un quadro di riduzione generale, risultano in linea con quanto previsto dall’Unione Petrolifera e altre organizzazioni di settore. In particolare, al 2020 l’energia consumata dai carburanti convenzionali, benzine e gasoli, è stimata in 29.897 ktep, senza che sia specificata la quota che compete a ciascuno dei due, mentre quella dovuta ai biocarburanti è valutata in 2.530 ktep per un totale di 32.427 ktep, contro 36.400 ktep del 2009, per una riduzione dell’11 per cento circa in 11 anni.
Sono inoltre riportati, per ciascun anno, i contributi di energia da biocarburanti, distinti come biodiesel e bioetanolo e a loro volta divisi in 1a e 2a generazione. Al 2020 sono stati assunti consumi per 2.130 ktep per carburanti di prima generazione e 400 ktep per biocarburanti di seconda (100 da bioetanolo, 250 da biodiesel, 50 da biodiesel da oli esausti e altre materie prime), questi ultimi valorizzati a 800 ktep ai fini dell’obiettivo del 10 per cento.
Da notare infine che, per effetto del contributo dell’energia elettrica rinnovabile consumata nei trasporti, il rapporto nominale da conseguire tra l’energia da biocarburanti e quella complessiva dei carburanti miscelati distribuiti si riduce al 9 per cento circa.
La Figura 1 riporta l’andamento atteso dei volumi dei consumi di biodiesel e di bioetanolo e delle benzine e dei gasoli. I quantitativi previsti per i quattro carburanti sono tali che il target da raggiungere, il 9 per cento medio reale (con i biocarburanti di 2a generazione valutati al doppio), venga ripartito proporzionalmente tra benzine e gasoli. Una diversa ripartizione tra i carburanti base o una diversa disponibilità di biocarburanti, specialmente di quelli di 2a generazione, richiederà percentuali di miscelazione diverse.


La situazione attuale in italia
In Italia l’immissione dei biocarburanti a consumo è regolata da una serie di provvedimenti, in particolare dall’art. 2 comma 139 della legge 244/07, dal Decreto del MIPAAF n. 110 del 29 aprile 2008 e dal Decreto 25 gennaio 2010 del MAT; quest’ultimo fissa rispettivamente al 3,5 per cento per il 2010, al 4 per cento per il 2011 e al 4,5 per cento per il 2012 le quote minime di energia da biocarburanti da immettere a mercato, calcolate sui consumi dei soli carburanti convenzionali distribuiti nell’anno precedente.
Al momento, in Italia i biocarburanti sono miscelati nei 4 principali carburanti in distribuzione (due benzine e due gasoli), in una percentuale media contenuta nell’ordine del 3-4 per cento. In pratica le benzine contengono già da anni una frazione di pochi percento in volume di ETBE in funzione antidetonante; l’etanolo impiegato per produrre l’ETBE, originariamente di origine fossile, è stato sostituito in tempi recenti con quello di origine vegetale, contribuendo così alla immissione di biocarburanti.
Un discorso analogo vale per il biodiesel, nel cui caso tuttavia si ha un quadro più vario, dato che sono già in azione diverse sperimentazioni che prevedono l’impiego di miscele B10 (costituita da 10 parti in volume di biodiesel e 90 parti in volume di gasolio), B20 o superiori in flotte di veicoli commerciali o di trasporto collettivo.
Di rilievo il fatto che le politiche di incentivazione alle immissioni dei biocarburanti siano state alquanto oscillanti nel corso degli anni e in pratica risultano al momento ininfluenti. In Italia è presente al contempo una considerevole capacità di esterificazione - processo industriale che trasforma l’olio vegetale raffinato in biodiesel mediante l’impiego di metanolo - ma una scarsa capacità di distillazione del bioetanolo. A ciò si accompagna una capacità produttiva delle corrispondenti materie prime del tutto insufficiente a far fronte all’obiettivo del 10 per cento, come per altro riconosciuto anche dal PAN che valuta in 1.000 ktep l’energia da biocarburanti che dovrà essere approvvigionata all’estero.
Il quadro nazionale è contraddistinto anche da altri due dati caratteristici: l’alto numero di punti vendita, circa il doppio rispetto a Francia e Germania, con volumi di venduto e margini medi per capita ridotti, e l’erosione continua del mercato delle benzine dovuta alla politica dei prezzi e alla diffusione dei gas metano e GPL.


L’evoluzione dei carburanti in Italia
Per cercare di tracciare un primo scenario di evoluzione della distribuzione dei biocarburanti bisogna considerare RED e FUEL; in particolare, sarà rivisto il metodo di calcolo delle percentuali di energia da fonte rinnovabile attualmente in vigore, sarà applicata la certificazione della sostenibilità dei biocarburanti sia rispetto alla provenienza delle materie prime sia per quanto riguarda la riduzione di CO2eq emessa, nonché alcuni parametri di riferimento dei biocarburanti.
Su questo punto va menzionata la riduzione dal 47 per cento sul volume al 37 per cento sul potere calorifico del contenuto di energia rinnovabile attribuito innanzitutto che la situazione normativa attuale è destinata a cambiare per effetto del recepimento della Direttive all’ETBE. Dovrebbero poi entrare a mercato le nuove miscele come la E10, la benzina con il 22 per cento di ETBE massimo, e la B7, già autorizzata nel corso del 2010 in linea con la Direttiva FUEL.
A queste miscele potrebbero poi aggiungersi la B25 (la cui diffusione nel mercato extra-rete potrebbe essere incentivata), ma anche la B20, la B30 e la E85 come già accade in altri Paesi dell’Unione europea.
L’accordo tra il settore motoristico e quello della raffinazione–distribuzione sulle nuove miscele e la conseguente disponibilità a commercializzare anche in Italia veicoli appositamente modificati risultano fondamentali per riuscire a conseguire l’obiettivo del 10 per cento.
Si può infatti osservare che con le miscele attualmente distribuite - che fanno riferimento alle norme EN 228 per le benzine e alla EN 590 per i gasoli - non è possibile arrivare al 9 per cento di energia da FER nelle miscele, né al risparmio del 6 per cento di CO2eq richiesto dalla FUEL. La Tabella 1 riporta la percentuale di FER contenuta nelle miscele calcolata secondo la regola prevista nella direttiva RED, che valorizza al doppio l’energia dei biocarburanti di 2a generazione, presenti nelle quantità previste dal PAN. Si nota che solo la E85, la B10 e la B25 contengono una frazione FER superiore al 9 per cento e pertanto, per conseguire il risultato medio del 9 per cento su tutti i carburanti, sarà necessario utilizzare una certa quantità di queste.
Il risparmio di CO2eq di ciascuna miscela dipende dal tipo di processo di produzione del biocarburante impiegato. Dopo il 2018 i biocarburanti ammessi dovranno consentire un risparmio di CO2eq del 60 per cento per unità di energia; tuttavia, a causa delle basse concentrazioni di tali componenti nei carburanti base, per conseguire il target del 6 per cento di risparmio di CO2eq medio del settore, come richiesto dalla FUEL, i biocarburanti dovranno presentare un risparmio di CO2eq superiore.
A seconda delle norme che saranno definite in sede legislativa e dai comitati di normazione, potranno aversi situazioni diverse. Per quanto riguarda il settore benzine, sono almeno due gli scenari da prendere in considerazione: un primo caso in cui la massima concentrazione ammessa di ETBE nelle benzine resti al 15 per cento, secondo la norma attuale, e un secondo caso in cui tale componente possa arrivare fino al 22 per cento.
Nel primo caso, presentato nella Figura 2, considerato che il contenuto equivalente di FER nell’ETBE dovuto al bioetanolo non potrà superare il 6 per cento, sarà necessario introdurre a mercato nuove miscele, con una propria logistica di distribuzione. Nel 2015, al raggiungimento della massima percentuale ammessa (linea blu), sarà necessario distribuire una certa quantità di E10, e dal 2016 anche di E85. Al 2020, meno del 50 per cento del bioetanolo da distribuire previsto dal PAN sarà contenuto nelle benzine ordinarie; il resto sarà distribuito soprattutto nella E85.

A causa delle diverse concentrazioni di bioetanolo, tuttavia, i volumi distribuiti delle miscele a bioetanolo saranno contenuti: 10 per cento del mercato per la E10 e 7 per cento per E85 (663.000 m3); le benzine con ETBE 15 max copriranno l’83 per cento del mercato,di cui l’1 per cento riservato alle benzine speciali. L’eventuale carenza di bioetanolo di 2a generazione comporterebbe un ulteriore aumento delle percentuali di miscelazione e un conseguente maggior ricorso alla E85. A margine va ricordato che la E85 presenta un potere calorifico inferiore del 30 per cento circa rispetto alla benzina ordinaria.
L’introduzione della E85 richiederà una limitata commercializzazione di veicoli equipaggiati con il sistema Flex Fuel, che potrebbero raggiungere le 600.000 unità a fine 2020. Il sistema Flex Fuel consente di regolare la carburazione dei motori a ciclo Otto in funzione della frazione di etanolo contenuta nelle benzine e permette agli utenti di rifornirsi con miscele diverse senza preoccuparsi della miscela reale che viene a crearsi nel serbatoio.
Alternativamente, l’accettazione della miscela al 22 per cento di ETBE massimo, caso rappresentato nella Figura 3, potrebbe rendere superfluo il ricorso alla miscela E10 il cui contenuto di etanolo è simile a quello della ETBE 22 per cento. La distribuzione della E85 si renderà necessaria solo dal 2019 in quantità contenute (2,3 per cento dei volumi totali al 2020). Il contenuto di FER distribuito nella E85, 101 ktep al 2020, potrebbe anche essere sostituito da un contributo equivalente di biodiesel da addizionare ai gasoli extra-rete, evitando del tutto l’immissione a mercato della E85 e con notevoli semplificazioni per il settore della distribuzione.

Anche in questo caso, la carenza di bioetanolo di 2a generazione comporterebbe un ulteriore aumento delle percentuali di miscelazione e un conseguente maggior ricorso alla E85 o ad un ulteriore aumento dell’impiego di biodiesel. Per quanto riguarda i gasoli - Figura 4 - la commercializzazione di un mix di B5 e B7 potrebbe spostare verso il 2015-2016 la distribuzione della miscela B25. La normazione della B10 potrebbe ridurre significativamente la necessità di ricorrere alla B25, ma non evitarla. Quest’ultima sarebbe distribuita probabilmente solo nel settore del trasporto industriale e collettivo. In questo modo la B25 al 2020 coprirebbe il 13 per cento circa dei consumi di tutto il settore diesel, frazione molto inferiore alla distribuzione extra-rete, che attualmente copre circa il 30 per cento del totale. Nell’ipotesi peggiorativa che si impieghi il biodiesel di 1a generazione anche per sostituire il contributo FER da bioetanolo di 2a generazione, la B25 e altre eventuali miscele pesanti potrebbero arrivare a saturare i consumi del mercato diesel extra-rete, con conseguenze sul parco dei veicoli commerciali.


Conclusioni
Il sistema italiano di distribuzione dei carburanti dovrà affrontare nei prossimi anni una serie di modifiche al fine di adeguarsi alle richieste previste dalle Direttive RED e FUEL. Alcune evoluzioni del settore sono state anticipate dal PAN, il Piano di Azione Nazionale per le Fonti Rinnovabili previsto della Direttiva RED, preparato dal MiSE a luglio 2010; tra queste, in particolare, la continua contrazione dei consumi delle benzine che concorrerà a ridurre dell’11 per cento circa i consumi dei carburanti liquidi nel decennio 2010- 2020 e i quantitativi di biocarburanti da immettere a mercato.
I dati contenuti nel PAN, incrociati con i vincoli tecnologici e normativi sull’uso dei biocarburanti, lasciano aperte diverse possibili evoluzioni del settore. Tuttavia, dato l’attuale schema legislativo e di norme sui carburanti, si può affermare che fino al 2014 non dovrebbero evidenziarsi problemi di rilievo rispetto ai trend previsti, fatta salva la difficoltà di reperire i biocarburanti a costi compatibili con i vincoli di mercato. Questa criticità, unita alla indisponibilità materiale dei combustibili di seconda generazione e alle altre difficoltà proprie del sistema di distribuzione nazionale, potrebbe portare a privilegiare l’uso del biodiesel rispetto al bioetanolo, introducendo una certa devianza rispetto alle previsioni PAN.
Dopo il 2014-2015 diventerà importante, per il settore benzine, scegliere tra due linee di sviluppo: una che limiti la miscelazione con ETBE a base di bioetanolo fino al 15 per cento, come nella normativa attuale, e una che privilegi l’impiego di benzine miscelate con ETBE fino al 22 per cento. Nel primo caso si renderebbe necessaria la distribuzione della E10 dal 2015 e a partire dal 2016 della E85. Quest’ultima, pur in quantitativi limitati, contribuirebbe per oltre il 40 per cento alla distribuzione del bioetanolo. Parallelamente dovrebbero essere commercializzati veicoli equipaggiati con i sistemi Flex Fuel per 500–600.000 unità al 2020, avvicinando in questo modo l’Italia ad altri grandi paesi dell’Unione europea.
Il secondo caso porterebbe invece a limitare, o evitare del tutto, la distribuzione della miscela E85. Quest’ultima possibilità potrebbe essere praticabile qualora la miscela B25, che dovrà nel frattempo essere accettata e normata, trovasse ampia diffusione nel mercato diesel extra-rete, in modo da spostare sul mercato diesel l’onere del rispetto delle Direttive.
Resta infine al momento difficile prevedere gli effetti della richiesta di ridurre del 10 per cento al 2020 la CO2eq emessa dai carburanti nell’intero ciclo vita. Tale risultato dovrà infatti essere conseguito per il 6 per cento grazie ai biocarburanti, il cui risparmio di emissione di CO2eq dipende dal metodo seguito per produrli. È verosimile che senza un ricorso importante ai biocarburanti di 2a generazione o, in alternativa, ad un ulteriore aumento delle percentuali di miscelazione, il raggiungimento dei target richiesti dalla Direttiva FUEL diventi problematico.

 
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